二室模型:根據(jù)藥物在組織中轉(zhuǎn)運速率的不同,將機體分為中央室和外周室。
中央室:由一些血流比較豐富、膜通透性好的組織(如心、肝、肺、腎等)組成。分布特點:藥物易于灌注,藥物進入機體后往往首先進入這類組織,血流中的藥物可以迅速與這些組織中的藥物達到平衡。
外周室:難于灌注的組織(如骨、脂肪、靜止?fàn)顟B(tài)的肌肉等)。分布特點:藥物轉(zhuǎn)運速率較慢,組織中的藥物與血液中的藥物需經(jīng)一段時間方能達到動態(tài)平衡。
藥物靜脈注射后,血藥濃度(對數(shù)濃度)一時間曲線呈雙指數(shù)函數(shù)。
計算式:
C=Ae -αt+Be-βt
A和B為指數(shù)項系數(shù),α和β分別為分布速率常數(shù)和消除速率常數(shù)。
按二室模型,半對數(shù)血藥濃度-時間曲線為雙指數(shù)曲線,這是二室模型區(qū)別于單室模型的重要動力學(xué)特征。
曲線分為2相:
靜脈給藥后血藥濃度首先快速下降,稱分布相,以分布為主。
然后趨于平緩,主要反映藥物的消除,稱為消除相。
三、半衰期
生物半衰期:是指藥物效應(yīng)下降一半的時間。
血漿半衰期:血漿藥物濃度下降一半的時間。也稱消除半衰期,表示藥物在體內(nèi)消除的快慢。血漿半衰期在藥物動力學(xué)研究中更為常用,是臨床確定給藥間隔長短的重要參數(shù)之一。
按一級動力學(xué)消除的藥物:t 1/2=0.693/k,t1/2=0.693/β。t1/2與藥物的消除速率常數(shù)成反比,與藥物的劑量和濃度無關(guān)。
四、藥物的消除
消除:代謝、排泄兩條途徑。
根據(jù)藥物的消除速度和藥量(濃度)關(guān)系,藥物消除主要存在:
● 一級動力學(xué)消除(first-order kinetics)。
● 零級動力學(xué)消除(zero—kinetics)。
大多數(shù)藥物在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運和消除基本符合一級動力學(xué)消除。
1.一級動力學(xué)和零級動力學(xué)
在物質(zhì)反應(yīng)動力學(xué)過程中,物質(zhì)反應(yīng)速度與反應(yīng)物量的關(guān)系,可用數(shù)學(xué)式表達:
dx/dt=-kx n
式中,k為速度常數(shù),x為體內(nèi)藥量,dx/dt表示反應(yīng)速度,負號表示反應(yīng)朝反應(yīng)物量減少的方向進行,n表示反應(yīng)級數(shù)。
如果n=1,上式可改寫為:
dx/dt=-kx 1=-kx
此種反應(yīng)稱為一級反應(yīng),其特征為:反應(yīng)速度與反應(yīng)物量(或濃度)成正比。
如果n=0,上式又可改寫為:
dx/dt=-kx 0=-k
此種反應(yīng)則稱為零級反應(yīng),其特征為:反應(yīng)速度不受反應(yīng)物量的影響。
2.線性消除(一級動力學(xué)消除)
是藥物消除的主要類型。
特點:消除速度與藥量(或濃度)成正比,藥物按恒比消除。
按一級動力學(xué)消除,體內(nèi)藥量變化率(單位時間內(nèi)消除藥量)與當(dāng)時體內(nèi)藥量成正比。即:
dVC/dt=-kVC
式中,k為常數(shù),V為表觀分布容積,C為藥物濃度。
對上式積分得:C=C 0e-kt 或lnC=lnC0-kt
C = 1/2C 0,t1/2 = 0.693/k。
一級速率過程有下列特點:
(1)藥物轉(zhuǎn)運或消除速率與當(dāng)時藥量或一次方成正比。
(2)血藥濃度-時間曲線為指數(shù)曲線,lnC對t作圖為直線。
(3)t1/2恒定,與劑量無關(guān)。
(4)一次給藥的血藥濃度-時間曲線下面積(area under curve,AUC)與劑量成正比。
(5)一次給藥,藥物消除分?jǐn)?shù)取決于t 1/2,約經(jīng)5個t1/2時,藥物基本消除完全;多次給藥,約經(jīng)5個t1/2血藥濃度達穩(wěn)態(tài)。
3.非線性消除(零級動力學(xué)消除)
特定藥物消除機制變成飽和狀態(tài),或稱飽和動力學(xué)(saturation kinetics)。如:乙醇、水楊酸、苯妥英鈉、茶堿、苯海拉明、保泰松等。
特點:單位時間內(nèi),藥物恒量消除。
通常用Michaelis-Menten方程描述非線性動力學(xué),即:
dC/dt=V mC/(Km+C)
Vm最大消除速率
若藥物濃度(C)比米氏常數(shù)(K m)低得多,即C遠小于Km,上式改寫為:dC/dt= VmC/Km,表現(xiàn)為線性消除特征。
若藥物濃度超過K m時,即C遠大于Km時,上式又可改寫為:dC/dt=-Vm,藥物消除速率達到恒定值,與藥物濃度無關(guān)。表現(xiàn)為零級消除特征。
低濃度或低劑量時,按一級動力學(xué)消除。
高濃度或高劑量時,按零級動力學(xué)消除。
如乙醇,當(dāng)血漿乙醇濃度高于0.05mg/ml時,按零級消除,血藥濃度與時間關(guān)系為一直線;當(dāng)濃度低于0.05mg/ml時,則轉(zhuǎn)為一級消除。
將上式積分得:C=C 0-Vmt,C對t作圖為直線,藥物濃度變化順序為等差級數(shù)。
在零級消除過程中,t 1/2=C0/2 Vm。
t 1/2與當(dāng)時體內(nèi)藥量或濃度成正比。開始血藥濃度高,t1/2較長;濃度下降,t1/2隨之縮短,故零級動速率過程的半衰期為劑量依賴性。
消除速率 t1/2
一級動力學(xué)消除:濃度成正比 恒定
零級動力學(xué)消除:恒定值 劑量依賴性
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